最早的表面安裝技術(shù)--倒裝芯片封裝技術(shù)(FC)形成于20世紀(jì)60年代,同時也是最早的球柵陣列封裝技術(shù)(BGA)和最早的芯片規(guī)模封裝技術(shù)(CSP)。
倒裝芯片封裝技術(shù)為1960年IBM公司所開發(fā),為了降低成本,提高速度,提高組件可靠性,F(xiàn)C使用在第1層芯片與載板接合封裝,封裝方式為芯片正面朝下向基板,無需引線鍵合,形成最短電路,降低電阻;采用金屬球連接,縮小了封裝尺寸,改善電性表現(xiàn),解決了BGA為增加引腳數(shù)而需擴大體積的困擾。再者,F(xiàn)C通常應(yīng)用在時脈較高的CPU或高頻RF上,以獲得更好的效能,與傳統(tǒng)速度較慢的引線鍵合技術(shù)相比,F(xiàn)C更適合應(yīng)用在高腳數(shù)、小型化、多功能、高速度趨勢IC的產(chǎn)品中。
1.形成凸點技術(shù)
凸點形成技術(shù)分為幾個簡單的類型,即淀積金屬、機械焊接、基于聚合物的膠粘劑以及別的組合物。最初的C4高鉛含量焊料凸點,熔點在300℃以上,被低共熔焊料和膠粘劑代替,從而使壓焊溫度下降到易于有機PCB承受的范圍。然而,如果低共熔焊膏作為接合材料使用,那么C4仍可用于FR-4上。
1.1 機械形成凸點技術(shù)
十多年前,IBM公司和K&S公司開發(fā)了球凸點形成工藝技術(shù),稱為柱式凸點形成技術(shù)。此工藝過程首先涉及到對鋁芯片載體的球壓焊技術(shù),接著把焊絲拉到斷裂點,最后形成有短尾部的凸點。為了在球附近形成光滑的斷裂口,可使用含有1%鉑的金絲。焊料和別的金屬也是起作用的。很多改變是明顯的,包括平面性方面的凸點精壓技術(shù)和更高、更復(fù)雜的金屬化的雙凸點形成技術(shù)。柱式凸點形成技術(shù),長期使用于試制形式。由于通過引線鍵合機獲得了驚人的速度,已移入生產(chǎn)模式。金和金凸點及焊料凸點均被實施。Delco公司和K&S公司聯(lián)合生產(chǎn)柱式凸點的倒裝芯片產(chǎn)品,別的公司在不遠(yuǎn)的將來預(yù)計生產(chǎn)凸點芯片。
1.2 金屬電鍍技術(shù)
電鍍技術(shù)要求首先形成總線接頭,選擇電鍍掩模,并用于TAB的金凸點芯片技術(shù)。雖然通過在晶圓片上方汽相淀積金屬,在典型狀況下形成總線,但是總線必須能被清除。再者,必須提供光成像電鍍保護膜,在電鍍之前成像并顯影。很多步驟和精確的電鍍掩模工藝的要求增加了成本和不便因素。
化學(xué)鍍是無掩模和無總線的方法,看上去是一種較好的方法。該技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于印刷電路行業(yè),但是化學(xué)形成凸點的技術(shù)僅僅是近年來才應(yīng)用于倒裝芯片的;瘜W(xué)鍍鎳,也許由于其非常精確的化學(xué)性質(zhì),已呈現(xiàn)為首要的且普遍的化學(xué)倒裝片凸點技術(shù)工藝。如果鋁沒有直接與鎳一起電鍍,就可使用中間浸液電鍍鋅技術(shù)。圖2示出了最普遍的鎳凸點技術(shù)順序。注意到在典型狀況下,鎳受到薄的、易于產(chǎn)生浸液的金涂層保護。形成的金毛刺適于焊接及膠粘劑壓焊。